Список разделов



Поиск
введите слово для поиска
расширенный поиск




Календарь
<Август 2017>
ПнВтСрЧтПтСбВс
 123456
78910111213
14151617181920
21222324252627
28293031   
ГлавнаяВходРегистрацияПоследние статьиПоискКонтакты
   

Инженеры научили умное оригами складываться самолётом

Учёные грезят идеей создания "программируемой материи". Кто-то работает с самостоятельно собирающимися роботами, кто-то обучает уму-разуму жидкости. Американцы же заставили лист из стекловолокна, эластомерных сочленений, тонкоплёночных приводов и гибкой электроники складываться в фигуру лодки или самолёта. Как оригами, только без прямого участия человека.

Специалисты Массачусетского технологического института (MIT) и университета Гарварда (Harvard University) сделали, возможно, первый в мире шаг на пути создания "программируемой материи" (programmable matter).

Команда, состоящая из Роберта Вуда (Robert Wood), Эрика Демэна (Erik Demaine), Даниэлы Рас (Daniela Rus) и их коллег, придумала и создала самоскладывающийся "лист".

Tanya Puntti,David Laws2009/flickr.com).' width=478 height=735>

Складные (развёртываемые) структуры тут и там встречаются в природе. Как это часто бывает, именно естественное оригами вдохновило учёных на создание искусственных аналогов (фото Tanya Puntti,David Laws2009/flickr.com).

Квадрат со стороной 4 сантиметра состоит из 32 твёрдых треугольных плиток из стекловолокна, соединённых между собой гибкими силиконовыми сочленениями (толщиной порядка полмиллиметра) и плёнками из нитинола (nitinol), обладающего памятью формы.

Если деталь из этого сплава никеля и титана деформировать, то при нагреве она "вспомнит" свою былую форму и вернётся к ней. В данном случае каждой плёнке задавали форму, согнув её пополам, зажав в тисках и прогрев до 420 °C в течение получаса. Затем её разворачивали и давали остыть.

"Суставы" нынешнего прототипа умеют автоматически только складываться. Разгибать их обратно приходится вручную. Но у создателей самооригами уже есть сочленения, которые могут как закрываться, так и открываться. Здесь изображено теоретическое и реальное складывание лодочки (иллюстрация и фото Harvard University).

"Суставы" нынешнего прототипа умеют автоматически только складываться. Разгибать их обратно приходится вручную. Но у создателей самооригами уже есть сочленения, которые могут как закрываться, так и открываться. Здесь изображено теоретическое и реальное складывание лодочки (иллюстрация и фото Harvard University).

В дальнейшем, если нужно сложить лист в определённую форму, каждый "сустав" нагревают до 70 °C с помощью подходящего к нему электрического проводка. И плёнка в течение нескольких секунд возвращается к согнутому состоянию.

Пока каждый нитиноловый "сустав" позволяет двум соседним плиткам вставать только в два положения – быть либо полностью открытыми, либо полностью закрытыми (соединёнными), но так как уже созданы материалы с памятью нескольких форм, можно предположить, что в будущем положений сгиба будет больше.

Актуатор в верхней (A) и нижней (B) частях самоскладывающегося листа. Силиконовое сочленение и элемент схемы на сгибе в обычном (C) и "сложенном" на 180° (D) состоянии. Силиконовые сочленения, сложенные вдвое (E) и вчетверо (F) (фото Robert Wood/Harvard SEAS, Daniela Rus/MIT).

Актуатор в верхней (A) и нижней (B) частях самоскладывающегося листа. Силиконовое сочленение и элемент схемы на сгибе в обычном (C) и "сложенном" на 180° (D) состоянии. Силиконовые сочленения, сложенные вдвое (E) и вчетверо (F) (фото Robert Wood/Harvard SEAS, Daniela Rus/MIT).

Нынешний прототип снабжён 25 плёночными приводами, разделёнными на пять групп. Какие из них активируются и в какой последовательности, зависит от того, какую фигуру нужно получить. Кстати, держать полученную форму помогают миниатюрные магниты, расположенные в центре каждого треугольника (правда, они же мешают сделать процесс обратимым).

Инженеры MIT и Гарварда пока не сообщают, будут ли они решать проблему отсутствия реверсивности. Но в дальнейшем такая "мультифункциональность" может пригодиться, так как позволит складывать из одного листа по мере надобности (изменения задач) разные фигуры.

рассказывает Вуд (фото Harvard University).' width=212 height=298>

"Мы придумываем алгоритм складывания, чем-то напоминающий инструкцию к созданию той или иной фигурки оригами. Где и как сложить составляющие листа, определяет конечная форма фигуры", – рассказывает Вуд (фото Harvard University).

Известно, что американцы планируют сделать своеобразный оригами-лист автономным (не зависящим от контроля компьютера), а также поэкспериментировать с размерами и количеством составляющих его треугольников.

Пока же расчётом будущей формы и последовательности складываний занимается соответствующее программное обеспечение. Подробнее о нём рассказано в статье создателей необычного "робота", опубликованной в PNAS.

С увеличением количества составляющих лист треугольников алгоритмы тоже станут сложнее, и, возможно, ПО даже обретёт возможность самостоятельно придумывать очерёдность действий для получения нужной фигуры.

"Представьте, что у вас в ящике с инструментами лежит одна универсальная конструкция, которая способна трансформироваться в любой инструмент для выполнения того или иного типа работ", — мечтает Вуд, несмотря на то что пока учёным доступны лишь простые формы. (Кстати, Роберт известен нашим читателям по участию в проекте создания "робопчёл".)

Martin Demaine) из 2-4 бумажных кругов с дыркой посередине, сложенных гармошкой в виде концентрических окружностей (фото с сайта erikdemaine.org).' width=478 height=606>

Эрик Демэн – страстный любитель оригами. А ещё ему очень нравится стеклодувное дело. Страшно представить, чем может обернуться второе его хобби. На фото справа: бумажные скульптуры, созданные Эриком и Мартином Демэнами (Martin Demaine) из 2-4 бумажных кругов с дыркой посередине, сложенных гармошкой в виде концентрических окружностей (фото с сайта erikdemaine.org).

Кроме проблемы усложнения конфигурации и программ существует и несколько других. Например, в дальнейшем придётся задуматься над оптимальным количеством элементов, которое позволяло бы листу преобразовываться в разные формы для выполнения тех или иных задач. Необходимо решить вопрос с прочностью создаваемых конструкций.

Если "живое" воплощение трансформеров однажды станет реальностью, наверняка возникнет проблема быстроты складывания/развёртывания системы. Впрочем, всё это, конечно, нисколько не пугает техников, планомерно идущих к своей цели.

Разработчики обещают, что в будущем, когда они набьют руку, смогут создавать, к примеру, чашки, которые меняют конфигурацию в зависимости от количества налитой в них жидкости. Зачем человечеству такое – не ясно, но звучит впечатляюще. На фото демонстрация универсальности подхода: скамейка и гаечный ключ, сложенные из одного и того же листа (фото CSAIL MIT).

Разработчики обещают, что в будущем, когда они набьют руку, смогут создавать, к примеру, чашки, которые меняют конфигурацию в зависимости от количества налитой в них жидкости. Зачем человечеству такое – не ясно, но звучит впечатляюще. На фото демонстрация универсальности подхода: скамейка и гаечный ключ, сложенные из одного и того же листа (фото CSAIL MIT).

Складывать трёхмерные объекты "током", а не вручную инженеры придумали не забавы ради и даже не для совершенствования уже существующих роботов. Самосборные листы пригодятся для создания самостоятельно разворачивающихся радиоантенн, необычных солнечных батарей или солнечных парусов, иной новой техники: летающей, плавающей, манипулирующей объектами.

Заинтересована в новинке и оборонная промышленность. Не зря же нынешнюю работу частично финансирует пентагоновское агентство по передовым исследованиям DARPA.

"Меняющие форму листы демонстрируют непрерывный процесс. Это первый шаг на пути создания повседневных вещей с механическими свойствами, заданными программой", – подводит итог Роберт Вуд.

Статья получена: Membrana.ru




Похожие статьи


1 : Здоровое питание от «SAYANA»
Не секрет, что современный ритм жизни порой негативно сказывается на нашем питании. Вместо полноценного домашнего обеда мы перекусываем на бегу или идем в фаст-фуд. Современные дети мечтают о картошке фри и коле, не думая о вредности такой пищи. Межд...

2 : Миниатюры на&nb p;PHP
В ходе разработки и обслуживания сайтов часто возникает необходимость в создании миниатюр — уменьшенных копий изображений. В тексте страницы вместо большой картинки можно поместить такую копию, являющуюся ссылкой на исх...

3 : Как вешать воздуховоды
Пожалуй в среде профессионалов наиболее распространенным является крепление прямоугольных воздуховодов с помощью шпильки и профиля, который может быть двух основных типов: Z- и L- образный. И в том и в другом случае крепление к воздуховоду осуществля...

4 : Фитотерапия бруцеллеза
Фитотерапия при заболеваниях суставов основана на противовоспалительном, общеукрепляющем, обезболивающем, противоаллергическом и мочегонном действии. Сбор N 1. Береза бородавчатая (лист) 4 части, бузина черная (цветки) 1 часть, ива козья (кора) 5 частей.

Рейтинг: 3.0/5 (11 голосов)

Последние статьи


1: Автоматическая сверка счетов-фактур – новые возможности «1С:Бухгалтерии 8» ред. 3.0
2: Возможности CRM в 1С «Управление торговлей»
3: Настройка отчетов 1С
4: Как отразить доп. расходы в 1С?
5: Взаимозачет в 1С



Последние новости


Делец в Удмуртии на госденьги открыл нарколабораторию - УФСБ
МОСКВА, 2 ноя - РИА Новости. Следствие заподозрило жителя Удмуртии в организации нарколаборатории на полученные от государства деньги, сообщает в пятн...

Сотрудница томского вуза продавала героин около общежития

ТОМСК, 2 ноя – РИА Новости, Сергей Леваненков. Полиция задержала 58-летнюю томичку при попытке продать героин, возбуждено уголовное дело, сообщи...

Молодежную премию наноиндустрии получил автор технологии для наркоза

© РИА Новости. Сергей ПятаковМОСКВА, 1 ноя - РИА Новости. Лауреатом Российской молодежной премии в области наноиндустрии 2012 года стал заместитель ге...

Жители еще одного мексиканского города взялись за борьбу с наркомафией

МЕХИКО, 2 ноя - РИА Новости, Дмитрий Знаменский. Жители города Олинала в мексиканском штате Герреро взяли в руки оружие, чтобы противостоять попыткам ...

Бразильские студенты получали наркотики по специально вырытому туннелю

© РИА Новости. Артур ГабдрахмановМЕХИКО, 2 ноя - РИА Новости, Дмитрий Знаменский. Оригинальный способ доставки наркотиков в университет крупнейшего бр...


Послать ссылку на этот обзор другу по ICQ или E-Mail:


Разместить у себя на ресурсе или в ЖЖ:


На любом форуме в своем сообщении: